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Análise ergonômica para o posicionamento da alavanca de câmbio em um caminhão pesado Ergonomic Analysis to replace the gearshift lever in a heavy truck Ana Paula Scabello Mello Ofício Ergonomia e Design Ltda / Uni FIAM FAAM –
[email protected]
Fábio Gerab DaimlerChrysler do Brasil Ltda / UNIFEI –
[email protected] Copyright © 2005 Society of Automotive Engineers, Inc ABSTRACT
deslocamento posterior do braço, associados ao movimento de abdução nas marchas lateralmente mais distantes [1].
This paper presents the procedures and results of the ergonomic analysis that defined a new position of the gearshift lever in a heavy truck, in order to avoid collisions between the driver’s hand and the new control panel surface. RESUMO Este artigo apresenta os procedimentos e os resultados da Análise Ergonômica que definiu o posicionamento da alavanca de câmbio de um caminhão pesado a ser lançado no mercado, a fim de eliminar riscos de colisões da mão do motorista com a superfície do novo painel de comandos durante as mudanças de marchas. INTRODUÇÃO O uso de um novo modelo de painel de comandos no caminhão pesado em questão, com uma superfície mais próxima ao alcance do motorista, gerou um conflito com o posicionamento pré-definido para a alavanca de câmbio do veículo. Observou-se, por meio de simulações, que haveria interferências entre o novo painel e a alavanca de câmbio no engate das marchas ímpares (acionadas para frente), com risco de colisão da mão do motorista e da própria alavanca no painel (figura 1). Duas propostas surgiram para solucionar este problema. A primeira limitava-se a mudar a curvatura da alavanca de câmbio, deslocando a manopla e todo o mapa de engates para trás. Apesar do baixo custo e da facilidade de implantação, esta solução foi reprovada pela equipe de Ergonomia, pois as marchas pares ficariam muito para trás, e o deslocamento posterior do braço do motorista ao acioná-las seria excessivo. Esta situação aumentaria os riscos de ocorrência de lesões no ombro do motorista, decorrentes de esforços excessivos e repetidos no
Figura 1. Simulação: alavanca de câmbio original.
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Figura 2. Simulação: alavanca de câmbio proposta. Uma segunda proposta foi desenvolvida, utilizando-se simulação computacional, visando afastar as marchas ímpares do painel sem comprometer a posição das marchas pares. Esta alternativa consistiu em deslocar o ponto de giro da alavanca 30 mm para trás, 17 mm para baixo e reduzir o comprimento da alavanca em 10 mm, e implicou em
mudanças no sistema de trambulação do câmbio e no assoalho da cabina, na região do túnel do motor (figura 2). A fim de verificar a adequação desta proposta, um veículo protótipo foi equipado com esta nova alavanca de câmbio, para a medição dos esforços de acionamento e para a realização da análise ergonômica com motoristas, em condições reais de uso do veículo. DESCRIÇÃO DO VEÍCULO ANALISADO O veículo protótipo utilizado na avaliação foi um caminhão pesado, equipado com câmbio de 16 marchas e alavanca modificada conforme a descrição anterior. A coluna de direção possuía regulagens de inclinação e altura, e o banco pneumático do motorista apresentava regulagens de deslocamento longitudinal, altura e inclinação do assento e inclinação do encosto. O preparo do veículo é uma etapa importante da avaliação ergonômica, pois é quando se assegura que as características do posto do motorista avaliado são exatamente aquelas que se pretende no veículo de série, com as mesmas possibilidades de regulagens dos equipamentos e os mesmos esforços de acionamento. O veículo foi equipado com uma seção do novo painel de comandos, onde ficam posicionadas as alavancas de freio de estacionamento e de freio da carreta reboque (figura 3).
veículo [4] e a utilização da alavanca de câmbio para estaturas extremas e média da população. A estatura dos motoristas é uma variável antropométrica importante neste caso, pois influi na escolha da posição do banco no sentido longitudinal da cabina, o que afeta o posicionamento do motorista em relação à alavanca de câmbio. TESTE DINÂMICO Cada avaliador recebeu as instruções impressas dos procedimentos do teste, orientando-os a posicionarem o banco e a coluna de direção na condição mais favorável para a condução do veículo, a partir de uma posição inicial que se repetia para todos os avaliadores. Em seguida percorreu-se um trajeto previamente determinado em um anel viário interno da fábrica. Durante o trajeto os avaliadores acionaram todas as posições do mapa de engates, e simularam o uso da alavanca do freio do reboque, localizada no painel (figura 3). O teste dinâmico foi filmado e foram observadas as posturas e movimentações dos avaliadores [5]. APLICAÇÃO DE QUESTIONÁRIOS Após o teste dinâmico, cada avaliador respondeu a um questionário com 18 perguntas sobre as condições de alcance, acionamento e empunhadura da alavanca de câmbio. Cada pergunta apresentava três alternativas de respostas: inaceitável, aceitável ou ótimo(a). Algumas das perguntas apresentavam mais cinco alternativas de respostas complementares, que justificavam e explicavam a resposta anterior. O exemplo de uma destas questões fechadas é apresentado abaixo: 1. Desloque a alavanca de câmbio engatando as marchas pares e avalie se as posições são: Inaceitáveis Muito à frente
Figura 3. Protótipo equipado com um mock-up de uma seção do novo painel e alavanca de câmbio modificada. PROCEDIMENTOS DE ANÁLISE SELEÇÃO DOS AVALIADORES A análise ergonômica foi realizada com nove avaliadores, sendo a maior parte motoristas de testes de veículos comerciais, portanto com experiência na condução de veículos desta categoria. Foram selecionados avaliadores com estaturas aproximadas dos percentis 5%, 50% e 95% masculinos (1.60m, 1.75m e 1.85m, respectivamente) [2] [3], sendo três de cada percentil, a fim de analisar a tarefa de condução do
Pouco à frente
Aceitáveis Boas
Ótimas Pouco atrás
Muito atrás
Ao final do questionário havia ainda duas perguntas abertas, nas quais os avaliadores opinaram sobre o aspecto mais positivo e o mais negativo da alavanca avaliada, e puderam fazer críticas e sugestões. RESULTADOS DA ANÁLISE ERGONÔMICA ALCANCE DA ALAVANCA DE CÂMBIO As posições das marchas ímpares à frente (figuras 4 a 6) foram consideradas ótimas por 89% dos avaliadores e aceitáveis por 11% deles. As marchas ímpares estão dentro do envoltório de alcance estendido dos avaliadores de todos os percentis analisados, que não perdem o apoio do encosto do banco para acioná-las.
As posições das marchas pares para trás (figuras 4 a 6) foram consideradas ótimas por 67% dos avaliadores, aceitáveis por 22% e inaceitáveis por 11% deles. A condição foi considerada inaceitável por um avaliador do percentil 5% (figura 4) que, por posicionar o banco muito à frente para favorecer o alcance dos pedais, desloca muito o braço para trás no acionamento das marchas pares. As marchas mais críticas são a 6a/14a e a 8a/16a, por exigirem a realização do deslocamento posterior associado à abdução do braço.
As condições gerais de alcance da alavanca de câmbio, considerando todas as posições do mapa de engates, foram ótimas para 56% dos avaliadores, aceitáveis para 33% e inaceitáveis para 11% deles.
Figura 4. Percentil 5%
Figura 7. Distância entre mão e painel nas marchas ímpares.
INTERFERÊNCIAS COM O NOVO PAINEL DE COMANDOS Não ocorreu colisão da mão no painel ou nas alavancas de freio nele localizadas, para nenhum avaliador, em qualquer posição do mapa de engates (figura 7).
EMPUNHADURA DA MANOPLA A empunhadura da manopla foi considerada ótima por 67% dos avaliadores e aceitável por 33% deles. ACIONAMENTO DA ALAVANCA As condições gerais de acionamento da alavanca de câmbio, considerando esforços e cursos de engate e seleção, foram consideradas ótimas por 56% dos avaliadores e aceitáveis por 44% deles.
Figura 5. Percentil 50%
AVALIAÇÃO GLOBAL A avaliação global da alavanca de câmbio, considerando o alcance das marchas, a empunhadura da manopla e as condições de acionamento, foi ótima para 44% dos avaliadores, e aceitável para 56% deles. Este resultado indica a aprovação do novo posicionamento da alavanca de câmbio pelos avaliadores. CONCLUSÃO A avaliação dos usuários indicou que o novo posicionamento da alavanca atende de forma satisfatória aos motoristas com estaturas entre os percentis 5% e 95%, para o posto do motorista nas condições avaliadas, e com o novo painel de comandos.
Figura 6. Percentil 95%
O aspecto mais negativo da alavanca de câmbio avaliada foi o alcance das marchas pares para os motoristas de menor estatura. Por posicionarem o banco mais à frente, para alcançar pedais e volante, o deslocamento posterior do braço é excessivo no acionamento das marchas pares, ocorrendo atrito entre o braço e o encosto do banco. No
entanto esta situação, além de atingir uma parcela pequena de usuários, não chega a ser crítica, como ficou demostrado pelos resultados da avaliação global da alavanca de câmbio. Para melhorar ainda mais as condições de alcance das marchas pares, seria necessário reduzir o curso da alavanca, permitindo posicioná-las um pouco mais à frente. Mas isto implicaria em um aumento indesejado do esforço de acionamento, e esta nos pareceu, portanto, uma solução de compromisso satisfatória. A realização de análises ergonômicas com usuários durante o processo de desenvolvimento de veículos é de extrema importância, pois permite integrar a ação das equipes dos vários sistemas envolvidos no posto de trabalho do motorista, em benefício da usabilidade do produto. Nesta análise percebeu-se como a modificação no design de um dos componentes do veículo, no caso o painel de comandos, interferiu na adequação ergonômica de um outro item do posto de trabalho do motorista, a alavanca de câmbio. A equipe de ergonomia exerce um papel de integração entre as equipes envolvidas no projeto (estilo, mecânica, elétrica), de modo que o resultado final não seja apenas uma boa solução técnica para cada um dos sistemas do veículo, mas sim a melhor solução de compromisso entre todos eles, visando o atendimento adequado das necessidades do usuário. REFERÊNCIAS [1] SCHERRER, J. B. Physiologie du travail (Ergonomie). Paris, Masson & Cie, 1967. [2] Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6068 – Pesos e dimensões de adultos para uso em veículos rodoviários. Rio de Janeiro, ABNT, 1979. [3] SAE, J833 - Human Physical Dimensions. Society of Automotive Engineering, 1989. [4] GRANDJEAN, Etienne, KROEMER, K.H.E., Fitting the Task to the Human: a Textbook of Occupational Ergonomics, London, Taylor & Francis, 1997. [5] KIRWAN, B., AINSWORTH, L. K. A guide to task analysis. London, Taylor & Francis, 1992. SOBRE O AUTOR ANA PAULA SCABELLO MELLO é arquiteta e mestre pela FAUUSP - Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo, e ergonomista certificada pela ABERGO – Associação Brasileira de Ergonomia. Atua na área de Ergonomia desde 1990, tendo desenvolvido projetos e avaliações ergonômicas de salas de controle, ambientes e postos de trabalho industriais e institucionais, mobiliário e veículos. Dirige a Ofício Ergonomia e Design Ltda. e é professora no curso de Desenho de Interiores da Uni FIAM FAAM e no MBA
Gestão e Engenharia de Produtos PECE / POLI / USP. Fone: (11) 9185 5817.
